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접착 및 계면 update

Journal of adhesion and interface

  • : 한국접착및계면학회
  • : 공학분야  >  화학공학
  • : KCI등재
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  • : 1229-9243
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수록정보
수록범위 : 1권1호(2000)~21권3호(2020) |수록논문 수 : 510
접착 및 계면
21권3호(2020년 09월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1열 팽창성 Microsphere를 적용한 경량 발포 재생피혁 특성 분석

저자 : 신은철 ( Eun-chul Shin ) , 김원주 ( Won-ju Kim ) , 김영우 ( Yeong-woo Kim )

발행기관 : 한국접착및계면학회 간행물 : 접착 및 계면 21권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 81-85 (5 pages)

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Shaving dust는 천연 피혁 제조 공정 중 두께 조절을 위해 발생하는 피혁 폐기물인 콜라겐 섬유로 크롬을 함유하고 있어 매립 시 환경오염 문제를 야기시킨다. 현재 유럽을 중심으로 다양한 국가에서 피혁 폐기물인 Shaving dust를 활용한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 중 재생피혁(Bonded leather)은 천연 피혁 대체가능한 소재로 주목받고 있다. 재생 피혁은 바인더로 라텍스를 사용하여 다른 합성 피혁에 비해 내부 조직이 치밀하여 중량감이 높고 통기성이 저하되는 단점이 있어 열팽창성 Microsphere를 도입하여 내부 조직을 완화시켜 통기성 및 경량성 등 기능성을 개선하고자 하였다.
본 연구에서는 Shaving dust를 활용한 경량 재생피혁 제조에 관한 연구로, 열팽창성 Microsphere를 적용한 후 콜라겐 섬유의 내열성을 감안하여 100∼120℃에서 발포시켜 그 경향성을 분석한 결과 120℃에서 8분간 처리하였을 때 가장 우수한 발포율을 나타내었고, 재생 피혁 단면의 SEM 분석을 통해 발포에 따른 내부 조직의 변화를 관찰하였다.


Shaving dust is a collagen fiber that is the leather waste occurred for thickness adjustment during the natural leather manufacturing process, and causes problems such as an environmental contamination because of a chromium (Cr) contained when it comes to reclaiming process. Various studies applying the shaving dust are currently being conducted in many countries across the world with an initiative by the EU. Of those applications, the bonded leather is being highlighted as a substitute for natural leather. Since the bonded leather, however, uses latex as a binder, accordingly it entails a high weight and a poor ventilation, which are deemed as disadvantages due to its dense internal tissues compared to other synthetic leathers. To address such disadvantages, this study employed the thermally expandable micro sphere to improve its air permeability and light weight by alleviating the internal structure. This is a study on the manufacturing of light bonded leather using the shaving dusts. In the study, the shaving dusts were forced to foam under 100∼120℃ considering the heat resistance of collagen fiber after applying the thermally expandable micro sphere, and then the tendency was analyzed. In the analysis results, the most excellent foaming rate was exhibited when the shaving dusts were treated under 120℃ for 8 minutes and the variation of internal structure according to a foaming was observed through SEM analysis for the cross-section of the bonded leather.

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2전극 접촉영역의 선택적 표면처리를 통한 유기박막트랜지스터 전하주입특성 및 소자 성능 향상에 대한 연구

저자 : 최기헌 ( Giheon Choi ) , 이화성 ( Hwa Sung Lee )

발행기관 : 한국접착및계면학회 간행물 : 접착 및 계면 21권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 86-92 (7 pages)

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본 연구에서 소스/드레인 전극이 위치하는 기판의 접촉영역과 두 전극사이 채널영역의 표면에너지를 선택적으로 다르게 제어하여 고분자 트랜지스터의 소자성능과 전하주입 특성에 미치는 영향을 확인하였다. 채널영역의 표면에너지를 낮게 유지하면서 접촉영역의 표면에너지를 높였을 때 고분자 트랜지스터의 전하이동도는 0.063 cm2/V·s, 접촉저항은 132.2 kΩ·cm, 그리고 문턱전압이하 스윙은 0.6 V/dec로 나타났으며, 이는 원래 소자에 비해 각각 2배와 30배 이상 개선된 결과이다. 채널길이에 따른 계면 트랩밀도를 분석한 결과, 접촉영역에서 선택적 표면처리에 의해 고분자반도체 분자의 공액중첩 방향과 전하주입 방향이 일치되면서 전하트랩 밀도가 감소한 것이 성능향상의 주요한 원인으로 확인되었다. 본 연구에서 적용한 전극과 고분자 반도체의 접촉영역에 선택적 표면처리 방법은 기존의 계면저항을 낮추는 다양한 공정과 함께 활용됨으로써 트랜지스터 성능향상을 최대화할 수 있는 가능성을 가진다.


We confirmed the effects on the device performances and the charge injection characteristics of organic field-effect transistor (OFET) by selectively differently controlling the surface energies on the contact region of the substrate where the source/drain electrodes are located and the channel region between the two electrodes. When the surface energies of the channel and contact regions were kept low and increased, respectively, the field-effect mobility of the OFET devices was 0.063 cm2/V·s, the contact resistance was 132.2 kΩ·cm, and the subthreshold swing was 0.6 V/dec. They are the results of twice and 30 times improvements compared to the pristine FET device, respectively. As the results of analyzing the interfacial trap density according to the channel length, a major reason of the improved device performances could be anticipated that the pi-pi overlapping direction of polymer semiconductor molecules and the charge injection pathway from electrode is coincided by selective surface treatment in the contact region, which finally induces the decreases of the charge trap density in the polymer semiconducting film. The selective surface treatment method for the contact region between the electrode and the polymer semiconductor used in this study has the potential to maximize the electrical performances of organic electronics by being utilized with various existing processes to lower the interface resistance.

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33D 프린터 빌드시트용 무용제 UV 경화형 아크릴 점착제의 제조

저자 : 이배화 ( Bae Hwa Lee ) , 박동협 ( Dong Hyup Park ) , 김병직 ( Byung Jick Kim )

발행기관 : 한국접착및계면학회 간행물 : 접착 및 계면 21권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 93-100 (8 pages)

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적층제조법 기반의 3D 프린팅 기술은 사용자가 원하는 상품을 출력하여 제공하지만 고온의 사용 환경 및 용융된 필라멘트 수지의 냉각 과정에서 변동적 수축현상이 발생하여 상품의 출력편차를 야기한다. 본 연구에서는 출력물의 들뜸과 뒤틀림을 방지하고 정밀한 형상의 고품질 출력물을 제작하기 위하여 3D 프린터 빌드시트용 아크릴 점착제를 연구하였다. 고온에서 점착특성이 유지되고 점착제로부터 출력물의 안착과 원활한 탈거를 위해 부착성과 강인성이 우수하고 높은 유리전이온도를 갖는 4-acryloylmorpholine (ACMO)를 첨가하여 무용제 타입의 점착제 조성물을 설계하였다. 단량체의 후첨가 방식을 사용하여 두 단계를 통해 아크릴 조성물을 합성하였고, 합성된 조성물로 코팅한 점착제 필름을 다각도에서 분석하였다. 그 결과 제조된 점착제는 높은 유리전이온도를 보이고 열처리 전/후에 따른 박리강도 차이가 보이지 않았으며, 유변학적 물성 분석을 통해 점착제의 우수한 접착력 뿐만 아니라 변형 없이 탈착이 가능한 물성을 갖음을 확인하였다. 본 연구에서 제조된 점착제를 3D 프린터의 빌드시트로 활용하였을 때 안착성 및 작업성이 양호하고 출력편차가 적은 출력물을 얻었다. 기존 판매중인 빌드시트와 비교하였을 때 본 연구에서 제조한 점착제 위에서는 출력물이 원활하게 탈거가 가능하기 때문에 FDM 방식 3D프린터의 사용자들에게 작업 편의성을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.


3D printing technology enables proper objects to be made through an additive manufacturing method, but resulting in dimension deviation of the product due to contraction phenomenon as cooling melted filament resin injected from high-temperature use environment. In this research, we studied on acrylic adhesives for 3D printer build sheet in order to fabricate high-quality products with a precise shape and to well-mount without distortion. The solvent-free UV-curable acrylic adhesive formulation was designed by adding 4-acryloylmorpholine (ACMO) with high adhesion, toughness, glass transition temperature so that adhesion properties are stable at high temperature and products are easily mounted/detached from the adhesives. The designed formulation was polymerized through two-steps using post-addition of monomers. Using this, the acrylic adhesive was coated to make a film and then analyzed using various experimental techniques. As a result, the fabricated adhesive exhibited high glass transition temperature and there was little gap in peel strength before and after thermal treatment. Moreover, it was confirmed by rheological analysis that this adhesive can provide great bonding/debonding ability without distortion. We demonstrated the fabrication of a rectangular product using a 3D printing method using our acrylic adhesive as a build sheet. Mounting ability and workability were satisfactory and dimension deviation of the product was tiny. Because the product is easily detachable from the acrylic adhesive developed here than conventional build sheets, it is expected that this will provide work convenience to users who use the 3D printer.

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4에폭시 개질 한 다관능 아크릴레이트를 포함하는 충격 저항성이 향상된 불포화폴리에스터 SMC (Sheet Molding Compound) 소재제조 및 그의 물성연구

저자 : 장정범 ( Jeong Beom Jang ) , 김태희 ( Taehee Kim ) , 김혜진 ( Hye Jin Kim ) , 이원주 ( Wonjoo Lee ) , 서봉국 ( Bongkuk Seo ) , 김용성 ( Yongsung Kim ) , 김창윤 ( Changyoon Kim ) , 임충선 ( Choong-sun Lim )

발행기관 : 한국접착및계면학회 간행물 : 접착 및 계면 21권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 101-106 (6 pages)

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본 연구에서는 에폭시 수지를 개질 한 변성 아크릴레이트를 합성하였으며, 이를 기존의 유리섬유 복합소재에 사용하는 SMC 조성물에 5 phr - 15 phr을 첨가하여 SMC 소재를 제조하였다. SMC 프리프레그를 고온고압 (150 ℃, 10 bar)에서 컴프레션 몰딩방법으로 성형하여 유리섬유 복합소재를 제조하였으며, 제조된 복합소재를 가공하여 인장강도, 충격강도 등의 기계적 물성을 연구하였다. 실험결과 합성된 변성 아크릴레이트를 5 phr을 포함하는 복합소재가 합성 아크릴레이트를 포함하지 않는 binder 샘플보다 인장강도는 약 20%, 충격강도는 약 12% 향상함을 보였으며, 이는 합성 아크릴레이트가 폴리에스터와 반응할 수 있는 4개의 아크릴 기를 가짐으로써 가교반응을 강하게 하면서 기계적 강도가 향상됨을 확인하였다.


In this study, epoxy-modified acrylate was synthesized. The synthesized acrylate was added to the composition for sheet molding compound (SMC) in the range of 5 phr to 15 phr. The prepared SMC prepreg was molded at high temperature and pressure to produce a glass fiber reinforced composite. Physical properties such as tensile and impact strength of the composite were measured, respectively. Experimental data show that the composite with 5 phr of synthesized acrylate has 20% improved tensile strength and 12% improved impact strength than that of the reference sample.

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5핫픽업 전사기술을 이용한 고성능 WSe2 기반 전계효과 트랜지스터의 제작

저자 : 김현호 ( Hyun Ho Kim )

발행기관 : 한국접착및계면학회 간행물 : 접착 및 계면 21권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 107-112 (6 pages)

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원자층 두께의 전이금속 칼코겐화합물(transition-metal dichalcogenide, TMD) 기반 반도체 소재는 그래핀과 비슷한 구조의 이차원구조를 지니는 소재로서 조절 가능한 밴드갭 뿐만 아니라 우수한 유연성, 투명성 등 다양한 장점으로 인해 다양한 미래사회의 전자소자에 활용될 수 있는 소재로서 각광받고 있다. 하지만 이러한 TMD 소재들은 수분과 산소에 매우 취약하다는 단점 때문에 대기안정성을 해결할 수 있는 다양한 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 핫픽업 전사기술을 이용하여 TMD 반도체 소재 중 하나인 WSe2 와 이차원 절연체 h-BN와의 수직 헤테로 구조를 제작하여 WSe2의 대기안정성을 향상시키기 위한 연구를 수행하였으며, h-BN/WSe2 구조를 활용하여 WSe2 기반 고성능 전계효과 트랜지스터 제작에 대한 연구를 수행하였다. 제작된 소자의 전기적 특성을 분석한 결과, h-BN에 의해 표면이 안정화된 WSe2 기반 소자는 대기안정성 뿐만 아니라 150 cm2/Vs의 상온 정공 이동도, 3×106의 온/오프 전류비, 192 mV/decade의 서브문턱스윙 등 우수한 전기적 특성을 갖는다는 것 또한 확인할 수 있었다.


Recently, the atomically thin transition-metal dichalcogenide (TMD) semiconductors have attracted much attention owing to their remarkable properties such as tunable bandgap with high carrier mobility, flexibility, transparency, etc. However, because these TMD materials have a significant drawback that they are easily degraded in an ambient environment, various attempts have been made to improve chemical stability. In this research article, I report a method to improve the air stability of WSe2 one of the TMD materials via surface passivation with an h-BN insulator, and its application to field-effect transistors (FETs). With a modified hot pick-up transfer technique, a vertical heterostructure of h-BN/WSe2 was successfully made, and then the structure was used to fabricate the top-gate bottom-contact FETs. The fabricated WSe2-based FET exhibited not only excellent air stability, but also high hole mobility of 150 cm2/Vs at room temperature, on/off current ratios up to 3×106, and 192 mV/decade of subthreshold swing.

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6유/무기 하이브리드형 실리카 나노세공체

저자 : 박성수 ( Sung Soo Park ) , 하창식 ( Chang-sik Ha )

발행기관 : 한국접착및계면학회 간행물 : 접착 및 계면 21권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 113-122 (10 pages)

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중간 세공체(mesoporous) 물질은 높은 표면적과 조절 가능한 기공 크기를 가진 규칙적인 다공성 구조로 최근 다양한 응용분야를 가진 매력적인 재료로 알려져 있다. 중간 세공체 물질 중 특히 유/무기 하이브리드형 실리카 나노세공체(Periodic Mesoporous Organosilica; PMO)는 세공의 크기가 확대되고 골격에 유기물을 도입함으로써 더욱 다양한 응용분야를 확보할 수 있는 새로운 재료로 큰 주목을 받고 있다. 골격 구조에 유기 그룹을 도입하게 되면 표면 물성과 재료 전체 물성의 제어가 가능하게 된다. 본 총설은 PMO의 합성, 기능성, 모폴로지는 물론이고 촉매나 환경분야 응용 등을 포함한 내용을 개괄적으로 고찰하였으므로, PMO의 주요 기능과 응용성에 대한 이해를 높이는데 기여할 것이다.


Mesoporous materials are a sort of promising materials with a wide spectrum of applications due to their unique well-defined porous structures that provide high surface area and controllable pore size. Among mesoporous materials, periodic mesoporous organosilicas (PMOs) are highly emerging materials in sense of applications due to their large pore sizes and organic functionality in the frame. The organic functional groups in the frameworks of these solids allow tuning of the surface properties and modification of the bulk properties of the material. This article provides a comprehensive overview of PMOs and discusses their different functionalities, morphology and applications, such as catalysis, environmental applications, and adsorption, for which PMOs have been used after their discovery. The review article will provide fundamental understanding of PMOs and their advanced applications to readers.

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7폴리실세스퀴옥산의 점착제·접착제로의 응용

저자 : 카시오미키히로 ( Kashio Mikihiro ) , 토시오스기자키 ( Toshio Sugizaki ) , 모리야오사무 ( Moriya Osamu )

발행기관 : 한국접착및계면학회 간행물 : 접착 및 계면 21권 3호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 123-128 (6 pages)

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실리콘의 유연(類縁) 화합물인 폴리실세스퀴옥산(PSQ)은 무기 폴리실록산 골격에 더하여 규산 유닛마다 단일 치환체로서 유기성분을 가진다. 때문에 유기부에 의존하는 성형성, 유연성 혹은 반응성을 나타냄과 동시에 내열성이나 내후성, 기기적 강도면에서 뛰어나기에 유용한 유기-무기의 하이브리드 재료라고 할 수 있다. 이와 같은 특성을 지닌 PSQ를 이용한 연구의 일예로 각종 유기 관능기를 단일 치환체로 가진 트리에톡시실란류와 페닐트리에톡시실란의 공축합으로 얻은 PSQ 유도체의 접착제로의 응용에 대해서 검토했다. 그 결과, 2-시아노에틸기와 페닐기를 지니는 PSQ 유도체는 투명성과 내열성에 뛰어났으며, 동시에 피접착 의존성이 작은 광학 부품용 접착제로의 전개가 가능했다.
한편, 유기성분으로 고분자쇄를 도입한 PSQ도 유용한 소재로서 기대된다. 이에 폴리실록산 골격에 아크릴산 n-부틸과 4-아크릴로일모폴린의 공중합체를 그래프트쇄로서 도입한 PSQ유도체의 점착물성을 평가했다. 그래프트화 PSQ는 각 모노머 유닛의 특성이 반영된 피접착체 선택성을 보였다. 또한 공중합쇄 중의 모노머 유닛의 시퀀스도 점착능에 크게 영향을 주는 것을 확인했다.

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